倫潭大壩碾壓混凝土配合比研究

1、<p>　　倫潭大壩碾壓混凝土配合比研究</p><p>　　摘要：本文通過(guò)對(duì)倫潭大壩碾壓混凝土配合比優(yōu)選及性能試驗(yàn)研究工作，確定倫潭大壩碾壓混凝土的用水量、砂率、骨料級(jí)配、水膠比、粉煤灰摻量等配合比參數(shù)，提出滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的混凝土推薦配合比，為壩體的設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：碾壓混凝土 配合比 優(yōu)選 </p><p>　　中圖分類(lèi)

2、號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　一 、大壩碾壓混凝土的設(shè)計(jì)指標(biāo) </p><p>　　倫潭水利樞紐工程地處鉛山縣天柱山鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城約50km，壩址位于鉛山河支流楊村水中游，在倫潭工具廠上游約400m處，是一座具有防洪、灌溉、發(fā)電、供水等綜合效益的的大（2）型控制性水利樞紐工程，大壩采用碾壓混凝土雙曲拱壩，最大壩高90.4m。倫潭水利樞紐工程大壩碾壓混凝土標(biāo)號(hào)及主要設(shè)

3、計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。 </p><p>　　表1 大壩碾壓混凝土標(biāo)號(hào)及主要設(shè)計(jì)指標(biāo) </p><p>　　二、大壩碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　配合比優(yōu)選試驗(yàn)的目的是在滿(mǎn)足壩體結(jié)構(gòu)要求的強(qiáng)度、耐久性和施工和易性等條件下，通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化選擇配合比設(shè)計(jì)參數(shù)，經(jīng)濟(jì)合理地確定混凝土單位體積中各組成材料的用量?；炷僚浜媳葏?shù)包括用水量、水膠比、砂率、骨料級(jí)配、粉煤灰摻

4、量、外加劑品種與最優(yōu)摻量，以及砂石骨料用量等。 </p><p>　　本工程碾壓混凝土配合比優(yōu)選試驗(yàn)由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院進(jìn)行，碾壓混凝土配合比優(yōu)選試驗(yàn)采用玉鷹牌P.O42.5水泥和黃金埠電廠粉煤灰，外加劑為山西桑穆斯建材化工有限公司生產(chǎn)的RC改性高效減水劑和AE引氣劑。 </p><p>　　根據(jù)大壩碾壓混凝土標(biāo)號(hào)及主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，碾壓混凝土的配制強(qiáng)度見(jiàn)表2。 </p>&

5、lt;p>　　表2 大壩分區(qū)碾壓混凝土配制強(qiáng)度 </p><p>　　三、 三級(jí)配碾壓混凝土配合比優(yōu)選 </p><p><b>　　3.1 用水量 </b></p><p>　　混凝土的用水量主要受施工所需的工作性（稠度，VC值）、骨料最大粒徑和級(jí)配、粉煤灰品質(zhì)與摻量、外加劑的品質(zhì)和摻量，以及含氣量等因素的影響。 </p>

6、<p>　　三級(jí)配碾壓混凝土的用水量采用試拌法確定，固定外加劑摻量、粉煤灰摻量，調(diào)整用水量使混凝土的VC值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行最優(yōu)砂率試驗(yàn)。試驗(yàn)選擇的水膠比為0.50，粉煤灰摻量55%，砂率32%，粗骨料級(jí)配采用小石∶中石：大石=30∶40：30。通過(guò)試拌，壩體三級(jí)配碾壓混凝土的用水量為86 kg/m3，VC值可滿(mǎn)足4s～8s的要求，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。 </p><p>　　表3 三級(jí)配碾壓混凝土用水

7、量試驗(yàn)結(jié)果 </p><p><b>　　3.2 最優(yōu)砂率 </b></p><p>　　砂率是指1m3混凝土中砂占骨料總量的比例。混凝土振動(dòng)密實(shí)的理想條件是：石子的空隙恰好被砂填充包裹，而砂的空隙恰好被水泥灰漿填充包裹，并有一定的富裕量，即各級(jí)顆粒充分填充而不發(fā)生顆粒干擾。選擇最優(yōu)砂率可得到最易壓實(shí)的碾壓混凝土，在選擇砂率時(shí)還要考慮碾壓混凝土施工中對(duì)骨料分離的影響。

8、 </p><p>　　最優(yōu)砂率采用試驗(yàn)法確定，即在一定的原材料條件下，通過(guò)試驗(yàn)選擇稠度（VC值）小，和易性良好時(shí)的砂率?；炷猎嚢钑r(shí)固定用水量、水膠比、外加劑摻量和粗骨料級(jí)配等參數(shù)，通過(guò)測(cè)試不同砂率下混凝土的VC值，觀察其和易性及振動(dòng)泛漿密實(shí)等情況，選擇VC值最小，和易性好的一組作為最優(yōu)砂率。 </p><p>　　通過(guò)試驗(yàn)，選定大壩三級(jí)配碾壓混凝土的砂率為32％。最優(yōu)砂率試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4

9、。 </p><p>　　表4三級(jí)配碾壓混凝土最優(yōu)砂率試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　3.3 外加劑摻量 </p><p>　　外加劑摻量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。試驗(yàn)結(jié)果表明，RC改性高效減水劑在推薦摻量0.6％下可滿(mǎn)足碾壓混凝土施工和易性的要求，AE引氣劑摻量以達(dá)到滿(mǎn)足抗凍要求的含氣量范圍(3％～4％)為控制標(biāo)準(zhǔn)，摻量在0.025%~0.03%時(shí)可滿(mǎn)足含氣量的要求。 &l

10、t;/p><p>　　表5三級(jí)配碾壓混凝土引氣劑摻量試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　3.4 水膠比和粉煤灰摻量 </p><p>　　碾壓混凝土的最大水膠比和粉煤灰的最大摻量首先要滿(mǎn)足耐久性要求，其次滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，取其中較小值作為配合比的設(shè)計(jì)參數(shù)。試驗(yàn)選擇3個(gè)水膠比、3個(gè)粉煤灰摻量，根據(jù)碾壓混凝土不同齡期的抗壓強(qiáng)度與膠水比的關(guān)系，以及抗凍和抗?jié)B耐久性試驗(yàn)結(jié)果，確定混

11、凝土的最大水膠比和粉煤灰最大摻量，試驗(yàn)配合比見(jiàn)表6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。 </p><p>　　表6 三級(jí)配碾壓混凝土水膠比、粉煤灰摻量選擇試驗(yàn)配合比 </p><p>　　從試驗(yàn)結(jié)果看，三級(jí)配碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度隨水膠比的降低而增加，相同水膠比條件下隨水泥用量的增加而提高。在試驗(yàn)的配合比中，除水膠比0.54和0.51，水泥用量65kg/m3配合比混凝土的90d抗壓強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求外，其余配

12、合比的抗壓強(qiáng)度全部滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。綜合考慮混凝土的耐久性要求，并參考其他水電工程大壩混凝土配合比，推薦進(jìn)行性能試驗(yàn)的三級(jí)配碾壓混凝土的配合比參數(shù)選取為水膠比0.50，水泥用量70kg/m3，相應(yīng)的粉煤灰用量為102 kg/m3。 </p><p>　　表7 三級(jí)配碾壓混凝土抗壓強(qiáng)度與水膠比和粉煤灰摻量的關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　4.1 用水量及骨料級(jí)配 </p>&l

13、t;p>　　二級(jí)配碾壓混凝土用水量和骨料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8，試驗(yàn)方法與三級(jí)配碾壓混凝土相同，高效減水劑摻量為0.6%，引氣劑摻量為2.6/萬(wàn)。根據(jù)新拌混凝土性能與和易性觀察，結(jié)合最優(yōu)砂率試驗(yàn)結(jié)果，初步選定二級(jí)配碾壓混凝土的用水量為100kg/m3，中石與小石的比例為55:45。 </p><p>　　表8 二級(jí)配碾壓混凝土用水量試驗(yàn)結(jié)果 </p><p><b>　　試驗(yàn)

14、</b></p><p><b>　　4.2最優(yōu)砂率 </b></p><p>　　二級(jí)配碾壓混凝土的最優(yōu)砂率試驗(yàn)方法與三級(jí)配相同，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。通過(guò)試拌，優(yōu)選的大壩二級(jí)配碾壓混凝土的最優(yōu)砂率為40%，VC值4.3s，和易性良好，混凝土振實(shí)泛漿容易。 </p><p>　　表9 二級(jí)配碾壓混凝土最優(yōu)砂率試驗(yàn)結(jié)果 </p>

15、;<p>　　4.3 水膠比和粉煤灰摻量 </p><p>　　二級(jí)配碾壓混凝土主要用于大壩上下游面，需具有較好的抗?jié)B能力，配合比優(yōu)選設(shè)計(jì)時(shí)一般選擇比三級(jí)配碾壓混凝土低的粉煤灰摻量，同時(shí)考慮與三級(jí)配碾壓混凝土的性能相匹配，本次試驗(yàn)選用50%粉煤灰摻量，進(jìn)行不同水膠比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系試驗(yàn)，配合比見(jiàn)表10，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11。 </p><p>　　表10 不同水膠比二級(jí)配碾壓混凝

16、土的試驗(yàn)配合比 </p><p>　　表11 不同水膠比二級(jí)配碾壓混凝土試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　從試驗(yàn)結(jié)果看，在50%粉煤灰摻量下，二級(jí)配碾壓混凝土的抗壓強(qiáng)度全部滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，且富裕度較高。推薦進(jìn)行性能試驗(yàn)的二級(jí)配碾壓混凝土配合比參數(shù)為水膠比0.50，粉煤灰摻量50%。 </p><p><b>　　五、 結(jié)論 </b></p&g

17、t;<p>　　通過(guò)配合比優(yōu)選試驗(yàn)，確定不同級(jí)配碾壓混凝土的用水量、最優(yōu)砂率、骨料級(jí)配、外加劑摻量、粉煤灰摻量及水膠比等配合比參數(shù)，從新拌混凝土性能看，VC值可滿(mǎn)足4～8s的要求，振動(dòng)泛漿容易，和易性良好。從混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果看，各推薦配合比參數(shù)下碾壓混凝土90d抗壓強(qiáng)度可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可為為大壩碾壓混凝土的施工提供依據(jù)。 </p><p>　　作者簡(jiǎn)介：謝衛(wèi)生（1971-），江西新余人，高級(jí)工